ＮＥＵＳＯＦＴ在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)支撐平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

E-learning是指通過因特網(wǎng)或局域網(wǎng)進(jìn)行的學(xué)習(xí)與教學(xué)活動(dòng)，它充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)、具有全新溝通機(jī)制，依托網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)提供豐富資源的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)一種全新的學(xué)習(xí)方式。這種學(xué)習(xí)方式將改變傳統(tǒng)教學(xué)中教師的作用和師生之間的關(guān)系，從而根本改變教學(xué)結(jié)構(gòu)和教育本質(zhì)。

知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，知識(shí)的半衰期越來越短，員工50%的知識(shí)和技能會(huì)在3～5年內(nèi)過期。面對(duì)這樣的時(shí)代要求，傳統(tǒng)的面授、函授等培訓(xùn)方式已遠(yuǎn)不能滿足員工更新知識(shí)的需求。由此催生了E-learning的快速發(fā)展。1998年以來，E-learning在世界范圍內(nèi)得到飛速發(fā)展。從北美到歐洲，進(jìn)而擴(kuò)展到亞洲，韓國(guó)、日本、新加坡的一些著名企業(yè)如LG等都開始采用E-learning的方式進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在西歐，整個(gè)市場(chǎng)從2000年的3.2億增長(zhǎng)到2004年的39億。在亞太地區(qū)，電子教學(xué)軟件和服務(wù)市場(chǎng)超過20億美元。可見，E-learning的全球溫度節(jié)節(jié)攀升。

現(xiàn)行的E-learning標(biāo)準(zhǔn)

E-learning能得到成功的應(yīng)用，采用統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)非常重要，E-learning標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上是E-learning領(lǐng)域的一套通用的規(guī)則。這些規(guī)則約定了如何構(gòu)造課程和學(xué)習(xí)管理平臺(tái)，讓課程和平臺(tái)能夠共同工作；提供了一套通用語(yǔ)言，使系統(tǒng)和課程能夠共享數(shù)據(jù)和交換信息。

IMS（Instructional Management Systems）：IMS包括一套如何對(duì)E-learning內(nèi)容確認(rèn)和標(biāo)記規(guī)范，以及如何跟蹤在學(xué)習(xí)過程中一些通用的參數(shù)，如元數(shù)據(jù)、內(nèi)容包裝、問題與測(cè)試互操作、學(xué)習(xí)者信息包裝等。目前很多標(biāo)準(zhǔn)都引用了IMS的規(guī)范文檔，如IEEE/LTSC以及SCORM。

SCORM（The Sharable ContentObject Reference Model）：可共享內(nèi)容對(duì)象參考模型，是美國(guó)國(guó)防部于1997年啟動(dòng)的一個(gè)稱為“高級(jí)分布式學(xué)習(xí)”（Advanced Distributed Learning）研究項(xiàng)目制訂的一份規(guī)范。它定義了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的“內(nèi)容聚合模型”（Content Aggregation Model）和學(xué)習(xí)對(duì)象的“運(yùn)行環(huán)境”（Run-timeEnvironment）。SCORM提出了用一種標(biāo)準(zhǔn)方法來定義和存取關(guān)于學(xué)習(xí)對(duì)象的信息，只要遵循這種標(biāo)準(zhǔn)，不同的教學(xué)系統(tǒng)之間如同有了一種共同的語(yǔ)言，彼此就可以互相溝通了。SCORM采取XML作為定義數(shù)據(jù)及其意義的共同語(yǔ)言。

AICC標(biāo)準(zhǔn)：AICC是美國(guó)航空工業(yè)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)委員會(huì)（Aviation IndustryCBT Committee）的簡(jiǎn)稱。該委員會(huì)在航空工業(yè)內(nèi)開展計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已有十幾年的歷史，并形成簡(jiǎn)稱為“AICC標(biāo)準(zhǔn)”的一系列遠(yuǎn)程教育的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型、通訊協(xié)議以及顯示樣式的規(guī)定與建議。

典型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐平臺(tái)介紹

要完整地實(shí)施基于WEB的教學(xué)，必須要有一套易用、高效的網(wǎng)上教學(xué)支撐平臺(tái)的支持。目前在國(guó)際市場(chǎng)上主要有以下教學(xué)支撐平臺(tái)：

WEB CT（Web Course Tools）：由加拿大British Columbia計(jì)算機(jī)科學(xué)系開發(fā)的異步課程傳遞及管理系統(tǒng)，主要用于課程開發(fā)與聯(lián)機(jī)教學(xué)內(nèi)容發(fā)布。WEB CT提供了一系列可以自動(dòng)與課程內(nèi)容緊密集成的學(xué)習(xí)工具，便于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的用戶使用。

Virtual-U：由加拿大的Simon Fraser大學(xué)開發(fā)的一套在服務(wù)器上運(yùn)行的軟件系統(tǒng)，它是一個(gè)提供實(shí)施基于WEB的教學(xué)和培訓(xùn)的集成工具，它可以設(shè)計(jì)、發(fā)布基于WEB的聯(lián)機(jī)教學(xué)內(nèi)容，并為教師聯(lián)機(jī)教學(xué)和學(xué)生聯(lián)機(jī)學(xué)習(xí)提供了集成的教學(xué)工具和學(xué)習(xí)工具。該系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)方便簡(jiǎn)單，不需要課程開發(fā)者掌握復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可以使得更多的有想法的課程開發(fā)者參與進(jìn)來。但對(duì)于初級(jí)的教學(xué)有它的局限性，如：頁(yè)面導(dǎo)航過多，對(duì)于信息素養(yǎng)不高的學(xué)習(xí)者來說，容易在學(xué)習(xí)過程中迷航；不支持實(shí)時(shí)聊天使得教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生間的交流大大減少；不提供關(guān)鍵詞索引工具使得學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效率大大減少，過多的精力已然放在了搜索環(huán)境中，這勢(shì)必會(huì)影響他們學(xué)習(xí)的興趣。

WISH：全稱是Web InstructionalServices Headquarters（WEB教學(xué)服務(wù)總部），它由美國(guó)Pennsylvania州立大學(xué)開發(fā)，它包括多項(xiàng)基于Internet的教學(xué)服務(wù)。

與國(guó)外的網(wǎng)絡(luò)教育支撐平臺(tái)相比，國(guó)內(nèi)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教育支撐平臺(tái)相對(duì)較少，而且許多教學(xué)平臺(tái)的開發(fā)是在引進(jìn)國(guó)外成功的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)，旨在提供一種全面的支持服務(wù)系統(tǒng)，缺乏針對(duì)性。而國(guó)外的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)做的更加細(xì)致，針對(duì)性強(qiáng)，能夠廣泛地開展應(yīng)用。

NEUSOFT在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

NEUSOFT在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一個(gè)面向?qū)ο蟮姆謱拥捏w系結(jié)構(gòu)，基于開放的Web標(biāo)準(zhǔn)，采用先進(jìn)的瀏覽器/服務(wù)器（簡(jiǎn)稱B/S）三層架構(gòu)模式設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)由若干個(gè)屬于不同層次的模塊組成，各模塊分別支持應(yīng)用界面集成、數(shù)據(jù)集成、組件集成等功能，同時(shí)系統(tǒng)兼容國(guó)際SCORM規(guī)范，提供統(tǒng)一的用戶接口、存儲(chǔ)格式，能實(shí)現(xiàn)與多種課件標(biāo)準(zhǔn)的整合。

NEUSOFT E-learning教學(xué)支撐平臺(tái)由3個(gè)子系統(tǒng)組成：用戶系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)。用戶系統(tǒng)包含E-learning客戶端的邏輯顯示，通過We b瀏覽器向教師、學(xué)生和管理員分別提供教學(xué)內(nèi)容發(fā)布、在線學(xué)習(xí)和系統(tǒng)的管理、更新和維護(hù)等功能的頁(yè)面顯示；應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)接收客戶端的任務(wù)請(qǐng)求，對(duì)用戶注冊(cè)、課程學(xué)習(xí)、教學(xué)任務(wù)制定和系統(tǒng)管理等事務(wù)進(jìn)行處理并返回結(jié)果；數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)各類型數(shù)據(jù)資源，包括課件、題庫(kù)、用戶注冊(cè)信息等。后臺(tái)通過SQLserver數(shù)據(jù)庫(kù)的采用，可方便對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理，解決用戶并發(fā)操作，實(shí)現(xiàn)同步更新功能。

NEUSOFT在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)

模塊的結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)

在開發(fā)教學(xué)系統(tǒng)之前，進(jìn)行了詳細(xì)的需求分析，力求系統(tǒng)具備如下功效：

良好的平臺(tái)功效。即教學(xué)內(nèi)容具有良好的靈活性、嚴(yán)密性；學(xué)習(xí)內(nèi)容具有良好的實(shí)效性、豐富性；教學(xué)評(píng)價(jià)具有良好的多樣性、智能性。

優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案和良好的交互性能使教師和學(xué)生在在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的幫助下，不分時(shí)間和地點(diǎn)方便地交流，及時(shí)獲得反饋信息來靈活地調(diào)整教學(xué)過程，更好地完成教學(xué)任務(wù)，高效的導(dǎo)航功能。清晰簡(jiǎn)潔的導(dǎo)航功能設(shè)計(jì)可以引導(dǎo)學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，并有助于教師與管理員提高教學(xué)工作及系統(tǒng)使用效率。

為達(dá)到上述功效及良好的教學(xué)目標(biāo)，本系統(tǒng)共包括6個(gè)基本功能模塊：系統(tǒng)管理模塊、教學(xué)管理模塊、學(xué)習(xí)模塊、信息發(fā)布模塊、課件開發(fā)模塊和師生交互模塊。各模塊功能如下：

系統(tǒng)管理模塊： 一個(gè)后臺(tái)管理系統(tǒng)，主要功能包括系統(tǒng)用戶管理、系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理和NEUSOFT在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)相關(guān)信息維護(hù)管理。

教務(wù)管理模塊：主要功能包括教師管理、課程管理、考試管理和課件管理等四個(gè)方面。教師管理主要包括教師信息維護(hù)，教師的崗位、職責(zé)和教學(xué)計(jì)劃安排的制定和分配等功能；課程管理主要包括課程的開設(shè)、課堂測(cè)試及作業(yè)管理等方面功能；考試管理主要包括制定考試計(jì)劃、試卷管理和選用等功能；課件管理主要包括課件信息管理（課件分類、參考資料和FAQ等）和課件的上傳、下載等功能。

學(xué)習(xí)模塊：負(fù)責(zé)為用戶提供完善的學(xué)習(xí)環(huán)境。通過學(xué)習(xí)模塊，學(xué)生可以充分地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完成全部的學(xué)習(xí)活動(dòng)：制定課程學(xué)習(xí)計(jì)劃、向老師提問、完成作業(yè)和考試等。同時(shí)，系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行跟蹤記錄，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

信息發(fā)布模塊：用于各種信息的發(fā)布和系統(tǒng)留言，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)站平臺(tái)內(nèi)容的更新與維護(hù)。公告的內(nèi)容包括：課程安排公告，包括課程日程表、教學(xué)方式、授課教師信息等；教材等相關(guān)的臨時(shí)通知通告；考試計(jì)劃等。管理員可通過后臺(tái)對(duì)各種公告信息進(jìn)行錄入、查詢、修改和刪除等操作。其中，公告信息包括標(biāo)題、發(fā)布時(shí)間、公告內(nèi)容和公告序號(hào)等屬性。

課件開發(fā)模塊：由課件制作編輯、課件產(chǎn)品預(yù)覽以及IE瀏覽器插件組成，采用了“搭積木”式的開發(fā)模式，用來集成、編輯和統(tǒng)一管理文本、圖形圖像、動(dòng)畫、音視頻等多媒體素材進(jìn)行課程課件的開發(fā)制作。

師生交互模塊：包括在線答疑和非實(shí)時(shí)答疑。在線答疑類似于聊天室，由在線教師負(fù)責(zé)對(duì)同學(xué)們提出的問題進(jìn)行實(shí)時(shí)解答；而非實(shí)時(shí)答疑則類似于BBS討論區(qū)，師生之間、同學(xué)之間均可以在該討論區(qū)進(jìn)行學(xué)術(shù)方面探討，老師負(fù)責(zé)異步解答學(xué)生的疑問。

NEUSOFT在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)

主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)

清晰簡(jiǎn)潔的導(dǎo)航與個(gè)性化的管理。系統(tǒng)通過采用智能Agent和知識(shí)管理技術(shù)，能夠動(dòng)態(tài)地對(duì)課件、教學(xué)等內(nèi)容進(jìn)行智能化的分層管理，并根據(jù)學(xué)生的興趣和目的，生成清晰簡(jiǎn)潔的導(dǎo)航圖，主動(dòng)向其推薦學(xué)習(xí)內(nèi)容、指導(dǎo)其學(xué)習(xí)方式以及監(jiān)督其學(xué)習(xí)過程。

基于知識(shí)管理的教學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。教育知識(shí)管理是一個(gè)具有前沿性的研究領(lǐng)域，知識(shí)管理和在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的整合不僅可以完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)功效，也進(jìn)一步豐富和開闊了遠(yuǎn)程教育的研究理論和視野，具有顯著的時(shí)代性和先進(jìn)性。

基于組件和中間件技術(shù)的系統(tǒng)開發(fā)。組件是可重用的軟件構(gòu)件，具有良好交互接口，可以方便地集成于系統(tǒng)中。系統(tǒng)通過使用組件技術(shù)構(gòu)件出功能強(qiáng)大的中間件平臺(tái)，充分發(fā)揮了軟件開發(fā)中抽象和復(fù)用的思想。中間件技術(shù)使得客戶端和服務(wù)器之間能夠更加有效地互連協(xié)作，同時(shí)又提供了全方位的用戶互動(dòng)、流程整合和數(shù)據(jù)應(yīng)用集成等有力支撐。

基于本體（Ontology）的內(nèi)容設(shè)計(jì)。本體概念起源于哲學(xué)，后為人工智能所應(yīng)用。本體是關(guān)于共享概念的一致約定，本系統(tǒng)使用Ontology思想對(duì)教學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)和概念進(jìn)行統(tǒng)一、建模，將平臺(tái)資源的內(nèi)容和理論進(jìn)行共同約定，用于互操作主體之間的交互。通過在線學(xué)習(xí)平臺(tái)中的本體使用，很好地對(duì)教學(xué)資源、教學(xué)對(duì)象等元素的關(guān)系和集成這些元素需遵循的約束進(jìn)行了描述，使系統(tǒng)使用者能夠更加準(zhǔn)確、快捷地搜索到與學(xué)習(xí)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，統(tǒng)一教學(xué)資源標(biāo)準(zhǔn)，提高教學(xué)資源的重用性，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育中的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體和人工智能等技術(shù)為基礎(chǔ)，通過遠(yuǎn)程交互的方式，為人們提供教育信息服務(wù)。NEUSOFT在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)融合了先進(jìn)的現(xiàn)代化信息技術(shù)，為遠(yuǎn)程教育提供了優(yōu)越的教學(xué)平臺(tái)支撐，確保了遠(yuǎn)程教育的開放性、自主靈活性和資源共享性。如何與人工智能等先進(jìn)技術(shù)更好地整合有待進(jìn)一步研究完善。

（此項(xiàng)目由遼寧省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃資助、東北大學(xué)東軟信息學(xué)院完成）